Trong các hệ thống thông gió mỏ và công nghiệp, quạt dòng trục và quạt ly tâm mỗi loại có ưu điểm ứng dụng riêng do sự khác biệt về hướng dòng khí, thông số hiệu suất và thiết kế cấu trúc. Bài viết này so sánh một cách hệ thống nguyên lý hoạt động, các thông số quan trọng, điểm lựa chọn và các kịch bản ứng dụng điển hình, giúp kỹ sư lựa chọn quạt tối ưu dựa trên yêu cầu dự án.
1. So sánh Nguyên lý Hoạt động
Quạt dòng trục
Không khí chảy thẳng qua theo trục của quạt, được đẩy về phía trước bởi các cánh quạt.
Cấu trúc: Cánh quạt và động cơ được lắp trên cùng một trục; cửa vào và cửa ra ngang hàng.
Đặc điểm: Lưu lượng lớn, áp suất thấp, điện trở khởi động thấp.
Quạt ly tâm
Không khí đi vào từ trung tâm (cửa vào), và bị đẩy ra ngoại vi do lực ly tâm do cánh quạt quay tạo ra. Áp suất tăng trong vỏ xoắn hay khuếch tán trước khi thoát ra.
Cấu trúc: Cánh quạt nằm trong vỏ xoắn, cửa vào theo trục, cửa ra theo hướng xuyên tâm.
Đặc điểm: Áp suất cao, lưu lượng trung bình, dễ dàng vượt qua điện trở mạng lưới.
Hình: Quạt hướng trục với dòng khí theo trục/song song—thường cho lưu lượng lớn với độ tăng áp thấp. Quạt ly tâm (hướng kính) với xả khí theo hướng kính/ngang—thường tạo độ tăng áp cao hơn với lưu lượng nhỏ hơn; phù hợp khi tổn thất áp suất của hệ thống ống gió lớn.
2. Sự khác biệt về Hiệu suất Chính
| Chỉ số Hiệu suất | Quạt dòng trục | Quạt ly tâm |
|---|---|---|
| Dải Lưu lượng | 50,000–300,000 m³/h (lớn) | 5,000–200,000 m³/h |
| Áp suất Toàn phần | 500–1,200 Pa (áp suất thấp) | 1,000–5,000 Pa (trung-cao) |
| Hiệu suất | 75%–85% | 65%–80% |
| Mức ồn | Thấp hơn (luồng không khí thẳng, tiếng ồn tập trung ở cánh quạt) | Cao hơn (không khí chuyển hướng, cộng hưởng vỏ xoắn) |
| Cấu trúc | Gọn nhẹ, không gian lắp đặt nhỏ | Lớn hơn, cần không gian cho vỏ xoắn và bảo dưỡng |
| Dải Tốc độ | 600–1,800 vòng/phút | 1,200–3,600 vòng/phút |
3. Hướng dẫn Lựa chọn
Điện trở Hệ thống & Chiều dài Ống gió:
Quạt dòng trục được ưu tiên cho hệ thống có điện trở thấp và ống gió thẳng dài.
Đối với điện trở cao hoặc ống gió phức tạp (nhiều khúc cua/mặt bích), quạt ly tâm có lợi thế hơn.Không gian & Lắp đặt:
Quạt dòng trục gọn nhẹ và có thể lắp trực tiếp tại đầu trục hoặc ống ngắn.
Quạt ly tâm cần không gian thêm để kiểm tra và thoát vỏ xoắn.Tiêu thụ Năng lượng & Hiệu suất:
Quạt dòng trục cung cấp hiệu suất cao hơn và tiêu thụ năng lượng thấp hơn trong các kịch bản lưu lượng lớn, áp suất thấp.
Quạt ly tâm duy trì hiệu suất ổn định trong dải rộng, lý tưởng cho áp suất trung/cao, lưu lượng trung/bé.Bảo dưỡng:
Quạt dòng trục có cấu trúc đơn giản—dễ thay cánh quạt hoặc động cơ.
Quạt ly tâm cần tháo vỏ để bảo dưỡng cánh quạt, mất thời gian hơn.Kiểm soát Tiếng ồn & Rung động:
Đối với khu vực nhạy cảm tiếng ồn, lắp đặt cánh dẫn và bộ giảm âm.
Quạt ly tâm thường sử dụng chân đế linh hoạt và đế chống rung để hoạt động êm hơn.
4. Kịch bản Ứng dụng Điển hình
Quạt dòng trục:
Thông gió chính trong mỏ hầm, thông gió cục bộ dưới hầm
Xả khí lò luyện kim, thông gió khẩn cấp cho hầm đường sắt và tàu điện ngầm
Thông gió và trao đổi không khí trong xưởng sản xuất lớn
Quạt ly tâm:
Thông gió ống nhiều tầng và hút khí trong mỏ than ngầm
Thu gom bụi và chuyển khí trong nhà máy hóa chất
Hệ thống loại bỏ bụi và sấy áp suất cao trong công nghiệp xi măng và thép
5. Kết luận & Đề xuất
Quá trình Lựa chọn Nhanh:
Đánh giá lưu lượng yêu cầu và điện trở mạng lưới
Đánh giá không gian lắp đặt và chu kỳ bảo dưỡng
So sánh hiệu suất năng lượng và chi phí tổng thể để tìm giải pháp tốt nhấtCác Bước Tiếp theo:
Sau khi lựa chọn ban đầu, sử dụng mô phỏng CFD hoặc kiểm tra hiện trường để xác nhận hiệu suất khí động học.
Tích hợp công nghệ giám sát trực tuyến và VFD để tối ưu hóa hơn hiệu suất và độ tin cậy.
Với sự so sánh hệ thống này, bạn có thể chọn quạt phù hợp nhất cho điều kiện thực tế của mình, cân bằng giữa nhu cầu lắp đặt và yêu cầu vận hành để đảm bảo hệ thống thông gió kinh tế, hiệu quả và đáng tin cậy.
Tài liệu đọc thêm
QUẠT VÀ HỆ THỐNG — Giáo trình/slide kỹ thuật trình bày phân loại quạt, nguyên lý, ưu nhược điểm và các khái niệm đường đặc tính (liên quan trực tiếp quạt hướng trục vs quạt ly tâm).
Bài 4: Quạt và hệ thống — Tài liệu bài giảng tập trung vào cấu tạo, nguyên lý làm việc và so sánh đặc tính làm việc của các loại quạt.
Quạt và quạt cao áp — Tài liệu tiết kiệm năng lượng (tiếng Việt) giải thích rõ sự khác nhau giữa quạt hướng trục và quạt ly tâm, cùng các quan hệ lưu lượng–áp suất–công suất.
Bài giảng: Bơm – quạt – máy nén khí — Có chương riêng về quạt ly tâm và quạt hướng trục (khái niệm, thông số làm việc, phân loại).
Giáo trình: Hệ thống điều hòa không khí trung tâm — Phần thiết bị quạt trong HVAC: loại quạt, dải lưu lượng/áp suất và ứng dụng (hữu ích để đối chiếu lựa chọn hướng trục vs ly tâm).
Lựa chọn thiết bị thông gió phù hợp khi làm việc trong không gian hạn chế — Bài viết cơ quan nhà nước, có mục riêng về quạt hướng trục nối ống và quạt ly tâm (ưu/nhược điểm và tình huống sử dụng).
Gợi ý lựa chọn và sử dụng quạt công nghiệp tiết kiệm điện — Gợi ý thực hành khi chọn quạt theo không gian và mục tiêu sử dụng; phù hợp để bổ sung phần “khi nào chọn hướng trục / khi nào chọn ly tâm”.
Quạt ly tâm — Tổng quan khái niệm, hướng dòng chảy, đặc điểm và thuật ngữ phổ biến (bổ sung phần định nghĩa).
Quạt điện — Trang tổng quan có đoạn phân loại chính: quạt hướng trục và quạt ly tâm, dùng làm nguồn nền để dẫn nhập/đối chiếu.
